Što pokreće balon na vrući zrak? Istraživački rad "misterij balona"

Zarechina Kristina

Svrha studije: saznajte zašto balon leti ako nije vezan i o čemu ovisi njegov domet leta.

Predmet istraživanja: baloni različitih veličina i debljina gume.

preuzimanje:

Pregled:

Misterij balona

Stvarno volim svoj rođendan. Svake godine, kao obitelj, ukrašavamo našu kuću za blagdane. I, naravno, baloni su važan element dekoracije. Uostalom, tako su lijepe! Višebojno, sa prekrasni crteži i natpisi. Obično se brat i ja natječemo tko će brže napuhati balon ustima. Žuri nam se, svi žele pobjedu, a odjednom, skoro napuhani balon izbija nam iz ruku i brzo leti, jureći po sobi dok se potpuno ne ispuha. Uvijek sam se pitao zašto odleti? Uostalom, nema motor, nema krila... A o čemu mu ovisi domet leta?

Svrha studije:saznajte zašto balon odleti ako nije vezan i o čemu ovisi njegov domet leta.

Predmet istraživanja:baloni različitih veličina i debljina gume.

Ciljevi istraživanja:

1. Provedite pokuse pokazujući kretanje lopte.
2. Saznajte kako veličina lopte i debljina gume utječu na domet leta.
3. Doznaj postoje li u biljnom i životinjskom svijetu predstavnici koji se kreću poput balona.

Hipoteze istraživanja:

1. Recimo da vjetar pomaže lopti.
2. Pretpostavimo da je plin u kugli lakši od zraka.
3. Možda balonu pomaže zrak koji iz njega izlazi.

Metode istraživanja:

1. Proučavanje književnosti.
2. Internetska pretraga.
3. Provođenje pokusa.
4. Promatranje.
5. Tuđa mišljenja.
6. Usporedba i kontrast činjenica.

Malo povijesti...

Gledajući moderne balone na vrući zrak, mnogi ljudi misle da je ova svijetla, umiljata igračka tek nedavno postala dostupna. Neki, upućeniji, smatraju da su se baloni pojavili negdje sredinom prošlog stoljeća.

Ali zapravo – ne! Povijest balona punjenih zrakom započela je mnogo ranije. Nekada su oslikane kugle od životinjskih iznutrica ukrašavale trgove na kojima su se održavala žrtvovanja i svetkovine plemenitih ljudi Rimskog Carstva. Poslije su balone počeli koristiti putujući umjetnici, stvarajući ukrase od balona kako bi privukli nove gledatelje. Tema balona dotaknuta je i u ruskim kronikama - lakrdijaši su, nastupajući za kneza Vladimira, koristili balone napravljene od bikovog mjehura.

Prve lopte modernog tipa stvorio poznati engleski istraživač elektriciteta, profesor na Sveučilištu Queen'sMichael Faraday. Ali nije ih stvorio da ih daje djeci ili da ih prodaje na sajmu. Samo je eksperimentirao s vodikom.

Zanimljiv je način na koji je Faraday kreirao svoje balone. Izrezao je dvije gume, stavio ih jednu na drugu, zalijepio konturu, a sredinu posuo brašnom da se stranice ne lijepe jedna za drugu.

Faradayovu ideju preuzeo je pionir gumenih igračaka Thomas Hancock. Svoje loptice napravio je u obliku DIY kompleta koji se sastoji od boce tekuće gume i štrcaljke. J. G. Ingram je 1847. godine u Londonu predstavio vulkanizirane lopte. Već tada ih je koristio kao igračke koje je prodavao djeci. Zapravo, upravo se one mogu nazvati prototipom modernih lopti.

Otprilike 80 godina kasnije, znanstvena torba za vodik pretvorila se u popularnu zabavu: gumene lopte su se naširoko koristile u Europi tijekom gradskih praznika. Zbog plina koji ih je punio, mogli su se uzdići - i to je bilo vrlo popularno u javnosti, koja još nije bila razmažena ni zračnim letovima ni drugim čudima tehnologije.

Godine 1931. Neil Tylotson pustio je u promet prvi moderni balon od lateksa. I od tada se baloni konačno mogu promijeniti! Prije toga su mogle biti samo okrugle - ali s pojavom lateksa prvi put je postalo moguće izraditi duge, uske lopte.

Ova je inovacija odmah pronašla primjenu: dizajneri za odmor počeli su stvarati kompozicije od balona u obliku pasa, žirafa, zrakoplova i šešira. Klaunovi su ih počeli koristiti, izmišljajući neobične figure.

Istraživački rad.

Za početak sam odlučila saznati mišljenje svojih kolega i učenika drugih prvih razreda. Što oni misle da balon koji nije vezan odleti? U tu svrhu proveo sam anketu. Ponudio sam im tri opcije odgovora:

1) Vjetar pomaže lopti da leti.

2) Plin u lopti je lakši od zraka, zbog čega lopta leti.

3) Zrak koji izlazi iz njega pomaže lopti da leti.

1. Saznajte što pokreće balon.

Hipoteza 1. Recimo da mu vjetar pomaže.

Napušimo dva balona. Jedan od njih ćemo vezati koncem. Idemo vani po vjetrovitom vremenu. Pustimo loptice. Oni lete. Vezana lopta leti od naleta vjetra. A onaj koji nije vezan brže leti. A onda oboje padnu na zemlju. U stanu u kojem nema vjetra, vezana lopta polako pada na pod. I kad nije vezan, leti, iako sporije nego na ulici. I onda pada.

Ipak, vjetar pomaže lopti da leti. Ali on leti i bez vjetra. To znači da je moja hipoteza djelomično potvrđena.

Hipoteza 2. Pretpostavimo da je plin u lopti lakši od zraka pa ona leti.

Znam da što je zrak topliji, to je lakši, pa se balon diže. Možda. Je li i ugljikov dioksid lakši od zraka?

Provedimo sljedeći eksperiment. Uzmimo dvije identične lopte. Jednu ćemo sami napuhati ugljičnim dioksidom, a drugu zrakom pomoću pumpe. Vežemo ih koncem i prebacujemo preko štapa. Vidimo da se balon, napuhan ugljičnim dioksidom, spustio niže. To znači da je teži. U priručniku sam našao potvrdu svog zaključka. Pokazalo se da je ugljični dioksid 1,5 puta teži od zraka.

Ova se hipoteza pokazala netočnom.

Hipoteza 3. Možda lopta gura zrak koji izlazi iz nje.

Kad balon napušemo, gumeni omotač se rasteže i puni zrakom. Kada se ulazni otvor otpusti, zrak snažno izlazi van. Lopta se smanjuje. Zrak iz balona leti u jednom smjeru, a školjka balona u drugom. Odbijaju se. Put lopte je nepredvidiv. Kada sav zrak napusti balon, on se zaustavlja.

O tome sam pitao učitelja fizike Sergeja Vjačeslavoviča. Rekao je da lopta odleti pod utjecajem sile reakcije. Gibanje mlaza nastaje kada se njegov dio određenom brzinom odvoji od tijela.

To znači da lopta potiskuje zrak koji iz nje izlazi. Moja lopta je reaktivna.

1. Provedite pokuse koji pokazuju kretanje mlaza.

Provedimo još nekoliko eksperimenata koji pokazuju reaktivno gibanje lopte.

1. Napušite balon, umetnite savijenu cijev i zavežite je. Pričvrstite loptu na mali stroj. Cijev bi trebala biti okrenuta unatrag. Otpuštamo cijev. Zrak izlazi unatrag. Automobil se kreće naprijed pod utjecajem sile reakcije.
2. Istu kuglicu s cjevčicom stavite u posudu s vodom. Cijev bi trebala biti okrenuta u stranu. Otpuštamo cijev. Lopta se počinje okretati kroz vodu pod utjecajem reaktivne sile.

1. Saznajte kako oblik lopte i debljina gume utječu na domet leta.

Pitam se koji faktori određuju domet leta lopte?

Uzmimo lopte različitih veličina i debljine gume i napravimo pokus.

Uzmimo konac za pecanje i rastegnimo ga po sobi. Dio slame stavit ćemo na ribolovnu liniju. Balone ćemo napuhati pumpicom s istom količinom zraka (10 pumpica). Pričvrstite kuglice na slamku trakom i otpustite. Lopta će letjeti duž strune za pecanje na nekoj udaljenosti i zaustaviti se. Izmjerimo prijeđenu udaljenost.

Radi jasnoće, ispunimo tablicu rezultata.

Zaključak : Što je guma deblja i veće veličine lopta, što dalje leti.

1. Ima li u biljnom i životinjskom svijetu predstavnika koji se kreću poput balona?

Mlazno gibanje može se promatrati u živoj prirodi.

Mlazni pogonkoriste mnoge školjke.

Hobotnice, lignje i sipe imaju posebnu vrećicu. U njega uzimaju vodu i ispuštaju je u jakom mlazu. Ovaj mlaz gura životinju natrag. Lignje mogu doseći brzinu do 60-70 km/h.

Mekušac morske kapice oštro stisne zaliske školjke i trza se naprijed zbog mlaza vode izbačene iz školjke.Skok velike kapice može doseći pola metra ili više duljine.

Salpa je morska životinja prozirnog tijela, pri kretanju uvlači vodu kroz prednji otvor, a izbacuje je kroz stražnji otvor. Dakle, ona ide naprijed.

Meduza izbacuje vodu ispod svog zvonastog tijela, primajući pritisak u suprotnom smjeru.

Primjeri mlaznog pogona mogu se naći i u biljnom svijetu.Zreli plodovi "ludog" krastavca pri laganom dodiru odbijaju se od peteljke, a tekućina sa sjemenkama snažno se izbacuje iz nastale rupe; sami krastavci odlijeću u suprotnom smjeru. “Ludi” krastavac puca na više od 12 metara.

1. Saznajte kako su znanstvenici iskoristili saznanja o takvom pokretu.

Jedan od glavni izumičovječanstvo u 20. stoljeću je izum mlaznog motora, koji je omogućio čovjeku da se digne u svemir. Tako su se pojavile rakete, a potom i mlazni avioni. Kasnije iinženjeri su stvorili motor sličan motoru za lignje. Zvali su ga vodeni top. Ovaj se motor nalazi na nekim brzim brodovima.

Zabavno i korisno!

studiranje ovu temu, otkrio sam informaciju da je puhanje balona ne samo zabavno, već i korisno! Ispostavilo se da oni "daju" zdravlje našim plućima. Napuhavanje balona pozitivno djeluje na naše grlo (služi čak i kao sredstvo za prevenciju grlobolje), a pomaže i u jačanju glasa. Pjevači često koriste ovu pomoć, jer im ovaj trening pomaže da pravilno dišu dok pjevaju.

Zaključak

Dakle, da rezimiramo... Proučavajući ovu temu, saznao sam da, prvo, vjetar još uvijek pomaže balonu da leti, ali kada nije vezan, leti čak iu ukopanoj prostoriji bez vjetra. Moja druga hipoteza nije potvrđena; ugljični dioksid koji izdišemo nije lakši, već teži od zraka i stoga ne može pomoći lopti da odleti. Moja treća hipoteza potpuno je potvrđena: da zrak koji izlazi iz njega pomaže lopti da leti. Saznao sam da se u ovom slučaju balon kreće pod utjecajem reaktivne sile. Također sam proveo pokuse i otkrio da na domet leta balona utječu njegova veličina i debljina gume od koje je napravljen.

Zahvaljujući proučavanju ove teme naučio sam puno novih i zanimljivih stvari. Saznao sam o povijesti nastanka modernog balona i njegovih prethodnika. Saznao sam da se plin koji izdišemo zove ugljikov dioksid i da je jedan i pol puta teži od zraka koji udišemo. Naučila sam sama izvoditi razne zanimljive pokuse, promatrati, uspoređivati ​​dobivene rezultate i donositi zaključke. Upoznao sam se s mlaznim pogonom, iako neću u skorije vrijeme studirati fiziku. Naučio sam da u prirodi postoje životinje i biljke koje koriste mlazni pogon. Također se pokazalo da je puhanje balona ne samo zabavno, već i dobro za zdravlje.

vjerujem u to ovo djelo može se koristiti u nastavi kako bi se u jednostavnom i živopisnom obliku prikazalo djelovanje reaktivne sile, kako bi se jasno pokazalo da je ugljikov dioksid teži od zraka. Uostalom, kada sami provodimo razne eksperimente ili ih promatramo kako se provode, lakše nam je razumjeti princip rada nečega, pogotovo ako su ti eksperimenti tako vedri i veseli!

Prvi let balonom na vrući zrak, odnosno aerostatom, izveden je 731. godine u Ryazanu. Izumitelj je samouk Kryakutnoy. koji je služio kao činovnik kod vojvode, napravio je veliku vreću, napunio je vrućim zrakom i poletio na njoj više od drveća. A pedeset i dvije godine kasnije (1783.), francuski izumitelji, braća Joseph i Etienne Montgolfier, izgradili su drugi aerostat na svijetu, promjera 13 metara. Tako je rođena aeronautika.

Najprije su baloni napunjeni toplim zrakom. Mogli su letjeti samo dok se zrak u balonu ne ohladi. Kasnije su se aeronautička vozila počela puniti lakim plinom – vodikom.

Zašto balon leti? Kako nastaje njegova sila dizanja?

Poznavajući Arhimedov zakon, nije teško objasniti let balon na vrući zrak. Na svako tijelo uronjeno u tekućinu djeluje sila uzgona koja je jednaka težini tekućine koju je istisnula. U valjanost ovog zakona možete se uvjeriti promatrajući kako kugla od pluta spuštena pod vodu isplivava na površinu. Lopta je izbačena silom koja djeluje odozdo prema gore i nastaje zbog činjenice da lopta teži manje od vode koju istiskuje. na

Naprotiv, ako bacite kamen u vodu, on će se utopiti. Zašto? Zato što je težina samog kamena veća od težine vode koju istiskuje.

Arhimedov zakon vrijedi i za zračni okoliš, gdje svi objekti također istiskuju određeni volumen zraka i njime se ispituju. lift. A ako je bilo koje tijelo lakše od volumena zraka koje je istisnulo, ono će "lebdjeti" u atmosferi. Takvo tijelo je lopta ispunjena nekim lakim plinom, na primjer vodikom.

Baloni punjeni plinom neprikladni su za redovitu komunikaciju, jer se ne mogu kontrolirati i kreću se u atmosferi zajedno s zračnim masama, odnosno vjetrom, a trenutno se koriste samo u znanstvene i sportske svrhe. -**

Balon dizajniran da leti uz vjetar naziva se slobodnim balonom; pričvršćen na jedan kraj čelične sajle pričvršćene na rotirajući bubanj vitla - privezan (zmija), Aerostat za letove u stratosferi.

Kugla s hermetički zatvorenom kabinom naziva se stratosferski balon. Baloni ^

baloni malih dimenzija i pilotski baloni koriste se u meteorologiji za podizanje instrumenata za snimanje i instrumenata, čija se očitanja prenose pomoću kratkovalnih radio odašiljača obješenih o balon.

Pojedinosti o povijesti i trenutno stanje aeronautika može biti pro-<-ч честь в книге И. Г. Стобровского «Воздухоплавание» (Изд ДОСАРМ, 1949 г.). оХ

KAKO NAPRAVITI BALON Mch

Balon (ili bolje rečeno, poliedar), zalijepljen od svilenog papira i dalje.

ispunjen toplim zrakom, leti kao pravi balon, samo što se diže u zrak ne tako visoko i spušta se nakon nekoliko minuta.

Da biste napravili takvu loptu, izrežite je od bijelog ili obojenog tkiva ~

papira od 12 do 24 (ili više) vretenastih traka i zalijepite im rubove

Trake su izrezane prema predlošku. Da biste napravili predložak, prvo morate zalijepiti nekoliko listova debelog papira u dugačku traku i nacrtati uzorak na njemu. Dimenzije uzoraka za kuglice različitih veličina prikazane su na slici 1. Za loptu promjera 1. metar, trebate uzeti predložak duljine 1572 mm, za loptu promjera 1,5 metara - duljine 2400 mm itd.

Pripremljena traka papira presavija se po dužini na pola (slika 3). Pomoćne linije izvlače se iz linije savijanja duž kvadrata, na udaljenosti od 200 mm jedna od druge. Na njih su položeni segmenti čije su dimenzije naznačene na uzorku. Krajevi segmenata povezani su jednom glatkom zakrivljenom linijom i traka je izrezana duž nje. Gotov predložak presavijen na pola je rasklopljen.

Praznine za trake lijepe se zajedno s zasebnim listovima papirnatog papira. Da biste to učinili, listovi su postavljeni u obliku "ljestvi" (slika 2) i svi su njihovi "koraci" premazani ljepilom. Prilikom lijepljenja rub jedne ploče premazan ljepilom treba biti u kontaktu s rubom druge ploče bez premaza.

Ako postoji papir u dvije boje, na primjer bijeli i crveni, tada se lopta može napraviti prugastom ili kariranom. U prvom slučaju morate napraviti isti broj traka papira obje boje; u drugom slučaju, listovi papira različitih boja moraju se izmjenjivati ​​u svakoj od pruga. U ovom slučaju, potrebno je promijeniti raspored listova u prugama; : crveno - bijelo - rub - bijelo, zatim se u drugoj traci lijepe drugačije "bijelo-crveno-bijelo--JtpacKbtfl itd.

Za loptu od 1 metra (sl. 1, -4) ili 1,5 metara (sl. 1,5) treba pripremiti 12 TiiJL^ stepenica promjera 2 metra (sl. 1, B) - 16 pruga,

na 2,5 metra (Sl. iwjiOc na 3 metra (Sl. 1, D) -24 trake. Za jednu i pol

metarska lopta, |acjjJ»aiej»o<яз fa полос, понадобится 50 листов папиросной буц^у^"Ч

Ljubitelja balona na vrući zrak ima diljem svijeta i oni mogu ponuditi vožnju balonom, kako za novac, tako i za volontersku pomoć svoje zemaljske posade. Ako ste već okusili užitke takvih letova i sada želite sami povući konopce i zapaliti plamenik dok putujete solo, tada prvo morate završiti tečaj obuke i certifikacije. Poznavanje načina rada balona na vrući zrak dat će vam prednost i pomoći vam da odlučite je li ovaj hobi pravi za vas.

Koraci

dio 1

Osnove Osnove

Hajde da shvatimo zašto lopta leti. Princip rada balona je vrlo jednostavan. Kako zagrijavate zrak ili bilo koji drugi plin, on postaje manje gust. Baš poput mjehurića zraka koji se diže u akvariju, vrući zrak će se uzdići iznad gušćeg, hladnijeg zraka koji ga okružuje. Nakon što se zrak u balonu zagrije na potrebnu temperaturu, moći će podići i kupolu i košaru sa svim sadržajem.

Proučavamo dizajn lopte. Njegova je struktura toliko jednostavna da se lako možete snaći u njemu, a učenje potrebne terminologije pomoći će vama i vašem timu da komunicirate međusobno:

Nosimo zaštitnu odjeću. Pilot mora nositi zaštitne naočale jer će biti u blizini plamena. Također, pilot i posada moraju nositi izdržljive rukavice, duge rukave i duge hlače od tkanine koja ne sadrži najlon, poliester ili druge zapaljive materijale.

• Svi u košari trebaju biti svjesni da balon može sletjeti u blato ili težak teren, stoga odjeća i obuća trebaju biti što udobniji.

1. Da biste išli više, morate osloboditi više propana. Da biste povećali protok propana u vatru, trebate otvoriti eksplozivni ventil dalje na crijevu pričvršćenom na plinski cilindar, koji se obično nalazi neposredno ispod plamenika. Što više otvarate ventil, to će više vrućeg zraka jurnuti u balon i on će se brže dizati. .

   • Ispuštanje balasta ili bilo kojeg teškog predmeta postavljenog na strane balona smanjit će njegovu ukupnu gustoću i uzrokovati njegovo podizanje. Iz očitih razloga, ova tehnika se ne preporučuje kada se leti iznad naseljenih područja.

2. Učenje kako ostati na stabilnoj nadmorskoj visini. Kao i svaki drugi objekt koji je topliji od svoje okoline, balon se hladi tijekom dugog vremenskog perioda, uzrokujući njegovo postupno spuštanje. Da biste ostali na istoj visini, morate koristiti jednu od sljedećih tehnika:

   Za spuštanje otvorite ventil padobrana. Zapamtite da je preklop padobrana preklop na vrhu omotnice. U svom normalnom stanju je hermetički zatvoren i da biste ga malo otvorili, morate povući crvenu traku, koja se zove traka za prekid. To omogućuje vrućem zraku da izađe kroz vrh. Držite remen zategnut dok lopta ne padne na željenu razinu. Zatim ga otpustite i poklopac će se ponovno zatvoriti.

   Mi kontroliramo smjer pada ili rasta. Nemoguće je izravno utjecati na smjer kretanja balona. Postoji nekoliko struja zraka koje su naslagane jedna na drugu. Podignite ili spustite loptu, hvatajući različite poprečne struje zraka, i ona će promijeniti smjer kretanja. Piloti su često prisiljeni mijenjati rutu kako bi se prilagodili potrebnim zračnim strujanjima.

   Provjerite snagu vjetra. Znati kada otkazati let vrlo je važan faktor u obuci pilota. Letenje po jakom vjetru izuzetno je opasno i zabranjeno. Početnici bi se trebali pridržavati jednostavnog pravila: letjeti ili u prvim satima nakon izlaska sunca ili nekoliko sati prije zalaska sunca, kada je smjer vjetra predvidljiviji i njegova brzina mala.

   Provjerite zalihe za održavanje života. Košarica mora minimalno sadržavati: aparat za gašenje požara, kutiju prve pomoći, topografsku kartu, zrakoplovnu kartu, visinomjer (uređaj za mjerenje visine) i dnevnik u koji pilot bilježi sve detalje leta. Provjerite osjetnik spremnika za propan. Morate biti sigurni da imaju dovoljno goriva za let - obično teče oko 30 galona (114 litara) na sat. Za duge letove trebat će vam i radio i eventualno elektronička navigacijska oprema.

   Za polijetanje napunite balon. Gotovo svi baloni na vrući zrak zahtijevaju pomoć nekoliko ljudi da se podignu s tla. Najprije se plamenik mora pričvrstiti na okvir košare i postaviti na bočnu stranu omotnice koja leži na tlu. Podignite i poravnajte otvor omotnice i deset minuta pomoću snažne pumpe upumpavajte zrak koji se zatim zagrijava plamenikom. Tipično, dok se balon priprema za let, košaru na tlu drže ljudi ili je zavežu za automobil. Kada putnici i pilot sjednu u košaru, pilot ispušta snažan mlaz plamena iz plamenika i lopta se podiže s tla.

   Tijekom starta morate biti izuzetno oprezni. Pilot mora biti vrlo koncentriran i paziti kako se omotnica napuhuje, a zemaljska posada kontrolira sve linije. Neprestano se osvrćite oko sebe u svim smjerovima na vrijeme kako biste primijetili stabla ili druge objekte u koje bi lopta mogla udariti tijekom polijetanja. Čim osjetite prvi nalet vjetra tijekom uspona, odmah fiksirajte pogled na prepreku koja se nalazi duž staze za polijetanje i ne skidajte pogled s nje dok lopta ne savlada prepreku. To vam pomaže brzo otkriti odstupanja od kursa i odmah reagirati na njih, ubrzavajući vaše polijetanje.

   Proučite sve vremenske pojave u području leta. Kako bi dobili potvrdu o letu, budući piloti balona na vrući zrak moraju polagati meteorološki ispit kako bi razumjeli kako temperatura, visina i vlažnost međusobno djeluju i utječu jedni na druge te što vam različite vrste oblaka mogu reći o stanju zraka. Naravno, u ovoj uputi neće biti moguće sve nabrojati, ali se može navesti nekoliko primjera:

   • Značajne promjene u smjeru vjetra dok se penjete ili spuštate nazivaju se udari vjetra i zahtijevaju posebnu pozornost jer mogu ubrzati ili usporiti vaše kretanje. Ako jak nalet vjetra ugasi plamen vašeg plamenika, ponovno ga upalite i zagrijte kuglicu što je brže moguće kako ne bi pala.
   • Ako balon sporo reagira na vaše radnje ili primijetite da se zrak troši umjesto da vas tjera prema gore, tada ste u "inverziji" - stanju u kojem što se više dižete, zrak oko vas postaje topliji . Inverziju možete kompenzirati povećanjem količine zagrijanog zraka ili, naprotiv, smanjenjem, ovisno o smjeru kretanja.

3. Provjerite smjer i brzinu vjetra i naučite čitati vremensku kartu, koristeći te podatke da dobijete cjelokupnu sliku o brzini i smjeru zračnih struja.

Kako biste provjerili lokalne uvjete, pljunite ili špricajte malo kreme za brijanje na rub košare.

Zašto baloni s helijem lete?

Čini se vrlo jednostavno pitanje, ali ponekad zbunjuje. Najvjerojatnije zato što su nam u školi to objašnjavali suhoparnim jezikom brojki na dosadnim satovima. Ali danas želimo zabavne balone i muče nas jednostavna pitanja o tome koliko dugo mogu letjeti i koliko težine mogu podići. To znači da moramo pobliže proučiti neka svojstva helija. Helij je plin. Balon se njime puni. Ovaj plin je puno lakši od zraka. Jedan kubični metar zraka, koji se sastoji od mješavine različitih plinova, teži 1,293 kg, a jedan kubični metar helija teži 0,178 kg. Ispada, helij je 7,26 puta lakši od zraka . Također se ispostavlja da jedan kubni metar helija može podići 1,115 kg

, odnosno nešto više od kilograma.

Ispostavilo se da baloni lete jer su napunjeni plinom helijem, koji je 7,26 puta lakši od zraka. Ispostavilo se da je lopta poput mjehurića zraka u vodi koji se diže s dna. Naravno, postoji i takav plin kao vodik, njegova sila dizanja je još veća. Međutim, ne može se koristiti, za razliku od helija, eksplozivan je i zapaljiv. Umjesto radosti i užitka, možemo dobiti opekline, požare, ozljede i smrt. Ali pitam se koliko težine ova lopta može podići?

Volumen standardne lopte od 30 centimetara je oko 14 litara. Dakle, helij, koji ispunjava cijeli volumen balona, ​​može podići oko 15,61 grama. Ali sama lopta također ima svoju težinu, koja je oko 3 grama. Stoga, kao rezultat, možemo podići samo 12,61 grama na lopticu.

Naravno, balon se može tretirati posebnim sastavom tako da mnogo sporije gubi helij, međutim, sastav također ima svoju težinu i učinak se javlja nakon što se stvrdne, a za to vrijeme balon ima vremena da “smršavi” .” Ali kada se učinak dogodi, balon će moći ostati u zraku od 3 do 30 dana. Zato što će zadržati helij u količini koja može pružiti silu podizanja veću od težine same lopte.

Ali sada dolazimo do najzanimljivijeg pitanja: koliko je lopti potrebno da se osoba podigne u zrak? Ako je vaša težina 70 kilograma, onda jednostavnim matematičkim izračunima možemo doći do zaključka da je za to potrebno 7000 (sedam tisuća) balona.

Opet, nakon što se baloni napuhaju, odmah će početi gubiti uzgon. Za napuhavanje 7000 balona timu od 4 osobe trebat će cijeli dan, a možda i cijela noć. Stoga bi u stvarnosti moglo biti potrebno mnogo više lopti. To znači da je za podizanje osobe potrebna velika ekipa i ogroman broj lopti na pretek. Mislim da je dovoljno deset tisuća lopti (!!!) da dignu čovjeka u zrak.

Ali obično ljudi žele podići dar težak 200. Sada pouzdano znamo da 20 loptica ima silu dizanja od 200 grama. Međutim, neće moći podići 200 grama; sila podizanja će nadoknaditi težinu dara i to je sve. To znači da nam treba najmanje 21 kuglica da bi rezultirajuća sila dizanja bila 10 grama. Ali, naravno, bolje je uzeti 25-30 lopti u rezervi. Da budem siguran!

Ispostavilo se da balon leti jer je napunjen helijem koji je 7,26 puta lakši od zraka, standardni balon ima silu podizanja od oko 10 grama i može letjeti 12-18 sati bez tretmana, od 3 do 30 dana s tretmanom.

Baloni se dižu prema gore jer je plin koji pune lakši od okolnog zraka. Mnogi plinovi, posebice vodik i helij, imaju manju gustoću od zraka. To znači da pri određenoj temperaturi imaju manju masu po jedinici volumena od zraka.

Kada se takvi lagani plinovi upumpaju u balon, on će se dizati sve dok ukupna težina plinske ljuske, košare, utega i kabela ne bude manja od težine zraka koji je istisnuo balon. (Budući da se zrak u fizici smatra tekućim medijem, ovdje vrijedi isti zakon kao i za tijela uronjena u tekućinu.) Vrući zrak, koji ima manju gustoću u odnosu na hladni zrak, također se diže. Iako vrući zrak nije tako lagan kao neki plinovi, sigurniji je i lako ga proizvode propanske baklje montirane ispod vrata školjke balona, ​​koja je obično izrađena od lagane tkanine kao što je ojačani najlon. Baloni napunjeni vrućim zrakom obično ostaju u letu nekoliko sati, no bez dodatnog zagrijavanja zraka unutar školjke postupno će gubiti visinu.

Molekule na različitim temperaturama

• Kada je zrak hladan, molekule se kreću sporo i blizu su jedna drugoj.
• Kad se zrak zagrije, možeMolekule se počinju kretati brže i razilaze se u stranu, ispunjavajući veći volumen.
• Pošto zagrijani zraknastavlja se širiti, postaje manje gusta.
• Pri hlađenju zraka gamolekule gube brzinu, volumen se smanjuje, a gustoća povećava.

1. Balon leži na boku. Propanske baklje zagrijavaju zrak unutar školjke, što uzrokuje njezino bubrenje i podizanje.
2. Vrući, lagani zrak (slika ispod teksta) diže se unutar školjke, a zatim struji niz njezine stijenke. Hladan zrak se istiskuje kroz vrat, težina školjke sa zrakom se smanjuje i balon se diže.
3. Piloti održavaju ili povećavaju svoju visinu povremenim paljenjem plamenika. Sve dok je zrak unutar školjke topliji od vanjskog zraka, sila uzgona nadjačava silu gravitacije.
4. Balon se spušta dok se zrak koji ga ispunjava hladi i skuplja. Piloti mogu ubrzati spuštanje ispuštanjem vrućeg zraka kroz rupu na vrhu balona.

Međudjelovanje tlaka, volumena i temperature

Međuovisnost tri parametra. Tlak, volumen i temperatura plina međusobno su povezani. Na sobnoj temperaturi (kraj slike desno), kretanje molekula plina unutar posude stvara određeni tlak. Ako je volumen > upola manji (srednja slika desno), unutarnji tlak se udvostručuje. Kada se zrak zagrijava (sasvim desno), njegov tlak se povećava, a njegov volumen raste proporcionalno temperaturi.

Povratak